멀티모달 센서 시스템용 유전자 알고리즘 보정기 및 PnP 플랫폼 (Genetic Algorithm Calibration Method and PnP Platform for Multimodal Sensor Systems)

서지정보

· 발행기관 : 한국전자통신학회
· 수록지 정보 : 한국전자통신학회 논문지 / 14권 / 1호 / 69 ~ 80페이지
· 저자명 : 이재학, 박현문, 김병수, 김동순, 권진산

초록

본 논문은 멀티모달 센서 플랫폼을 제안하였다. 제안한 플랫폼은 PnP(plug and play) 기술을 지원하여 센서 모듈이 연결이 되면 자동으로 인식하여 응용프로그램을 사용하여 센서를 손쉽게 제어한다. 멀티모달 플랫폼을 검증하기 위해, 펌웨어를 사용하여 센서를 실험하였다. 센서 모듈이 연결되면 펌웨어는 셈서 모듈을 인지하여 센서 데이터를 읽는다. 따라서, PnP 기술 지원을 통해 소프트웨어 설정 없이 자동으로 센서를 연동할 수 있게 된다. 수신한 센서 데이터는 다양한 왜곡에 의해 오류를 가지고 있다. 따라서, 본 논문은 다항식 계산을 통해 센서의 오류를 보상하고자 한다. 다항식 보상기의 계수를 찾기 위해 유전자 알고리즘 방식을 사용하였다. 유전자 알고리즘을 사용하면 최적의 계수는 찾지 못하지만 낮은 연산 복잡도와 짧은 시간 안에 차선(sub-optimal)의 계수를 찾을 수 있어 하드웨어 구현에 적합하다. 실험결과 악조건에서 97%의 오류를 제거하였다. 또한, 제안하는 플랫폼은 다양한 프로토콜의 센서를 지원하기 위해 UART, I2S, I2C, SPI, GPIO를 지원한다.

영어초록

This paper proposes a multimodal sensor platform. The platform supports plug and play (PnP) technology which automatically recognizes a connected sensor module and an application program easily controls a sensor. To verify a multimodal platform for PnP technology, we build up a firmware and experiment a sensor system. When a sensor module is connected to the platform, a firmware recognizes the sensor module and reads sensor data. As a result, it provides PnP technology to simply plug sensors without any software configuration. Measured sensor raw data suffer from various distortions such as gain, offset, and nonlinearity errors. Therefore, we introduce a polynomial calculation to compensate for sensor distortions. To find the optimal coefficients for sensor calibration, we apply a genetic algorithm which reduces calibration time. It achieves reasonable performance using only a few data points with reducing 97% error in the worst case. The platform supports various protocols for multimodal sensors, i.e., UART, I2C, I2S, SPI, and GPIO.

참고자료

· 없음